一种多尺度感知误差测度近似全局优化的数字图像半色调方法

摘要

本发明公开了一种多尺度感知误差测度近似全局优化的数字图像半色调方法，属于数字图像印前处理技术领域。应用二维离散小波变换建立多尺度感知误差测度函数模型框架，建立尺度内聚类性和跨尺度持续性模型；构建原感知误差测度函数的对偶感知误差测度函数并计算其最大上界来实现原感知误差测度函数的近似全局优化，采用感知误差测度近似全局优化策略来实现半色调图像二值像素的最大后验概率配置；采用重新参数化算法迭代计算对偶感知误差测度全局最优上界，定义每次迭代后在不同区域的二值像素最优配置，进而提出并证明全局优化近似系数；客观评价在动态环境下数字图像半色调的性能，并对算法复杂度进行分析。

主权项

一种多尺度感知误差测度近似全局优化的数字图像半色调方法，其特征在于：具体包括如下步骤：（1）判断连续调图像是否是标准的2ⁿ×2ⁿ图像；（2）构造多尺度感知误差测度目标函数模型框架：将频率域和方向域的标准连续调图像信息纳入多尺度感知误差测度目标模型框架中，利用二维离散小波变换建立多尺度感知误差测度目标函数模型框架；（3）建立尺度相关感知误差测度函数：采用二分量高斯混合模型对感知误差测度的尺度内聚类性建模，采用隐马尔可夫链对四叉树的跨尺度持续性建模；（4）尺度相关感知误差测度近似全局优化策略：利用步骤（3）中所述的原尺度相关感知误差测度函数的凸对偶模型转化理论构建其对偶感知误差测度函数，通过重新参数化残差图算法迭代计算对偶感知误差测度全局最优上界，实现半色调图像二值像素的最大后验概率配置以及原尺度相关感知误差测度函数近似全局最优；（5）全局优化近似范围确定理论：利用步骤（4）中所述对偶感知误差测度全局最优上界来定义每次迭代后在不同区域的二值像素最优配置，进而提出并证明全局优化近似系数；通过确定尺度相关感知误差测度函数全局优化的近似系数，可将多尺度感知误差测度优化结果一致性控制在确定的已知范围内；（6）典型动态环境下算法有效性实验验证：根据步骤（1）~（5）提出的多尺度感知误差测度近似全局优化算法框架，建立半色调计算平台，在光照和背景动态变化的情况下，应用步骤（3）所述的尺度相关感知误差测度建模和步骤（4）所述的近似全局优化策略计算半色调图像二值像素最优配置，以验证提出的半色调算法的有效性，利用纹理熵、结构相似度和角二阶矩的客观评价方法在动态环境下与LSMB方法比较来评价数字图像半色调的性能，并对算法复杂度进行分析。